(经典)雷达测试仪
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0.0
0.0
8.5
0.8 8.8
0.6 8.7
0.4
8.6 0.2
8.9
1.0
9.0
1.2
9.1
1.4
1.6
9.2
2.4 9.5
2.2 9.4
2.0
9.3 1.8
time, usec
回波信号时域波形
freq, GHz
回波信号频谱特性
2.6 9.6
9.7
2.8
9.8
3.0
3.2
9.9
10.6
10.5
10.4
Radarcho R2 target_type=P51 initial_range=200.0 km initial_height=17000.0 meter initial_azimuth=20 initial_rotation_phi=0.0 initial_rotation_theta=0.0 initial_rotation_ganma=0.0 velocity=500.0 motion_trajectory=Line cyc_motion_diameter=10 km signal_type=LFM_S time_step=tStep pulse_delay=0.2 usec pulse_duration=0.2 usec pulse_periode=1.0 usec
frequency_carrier=100 MHz bandwidth=600.0 MHz bandwidth_total=3 GHz fre_step_num=1 PRP_per_frequency=10 usec polarization=hv antenna_gain=100.0 dB
real(echoSignalBaseband)
E8267D PSG矢量信号源
频率范围覆盖至44GHz 全部覆盖E8257D功能及指标 唯一的微波频段矢量调制信号源 可实时合成微波段PSK，FSK，MSK，QAM信号 内部/外部IQ存储器完成任意波信号合成 160MHz/2GHz调制带宽选择 配合软件/分析仪表非实时合成复杂信号 配合宽带任意产生器实时合成复杂信号
N8241A的DDS功能说明
实现方式 • 硬件控制 FPGA Control (not memory) • 实时对存储波形的相位，幅度和频率 进行调整 特点和应用 • 扩展信号建立的时间长度 Outside of waveform memory • 独立对信号的幅度，频率和相位进行 控制 Independent phase, frequency, and amplitude adjustment
信号建立设计层
•雷达信号模型建立 •雷达信号库建立 •通信信号模型建立 •通信信号库建立 •用户采集信号库 •信号综合 •仿真信号的软件验证
实验信号采集数据
输出接口 信号源 下载的信号波形数据 信号设置软件界面 软件数据接口
仿真信号 雷达信号库 数字通信信号库 验证工具
宽带矢量信号源仪表配置说明
E4438C或E8267D 矢量信号源
高性能宽带任意波发生器— N8241A
15Bit,1.25G采样DAC电路 每个仪表内置两个DAC 杂波抑制性能高
• >-65 dBc
高相位噪声性能 • >-120 dBc/Hz at 10 kHz Offset at 1.25GHz
低噪声 • >-150dBc/Hz
Spurious Free Dynamic Range (SFDR)
E8257D 超大功率输出选件（521）
改善的E8257D信号源的相位噪声性能
矢量信号合成系统
硬件输出层
•信号数据存储，DAC和 IQ调制。合成实际信号 • 输出信号的验证和定标 • 宽带信号合路
合成信号的 验证和定标仪表
用户使用界面层
•调用信号库文件 •根据测试要求对信号 频率，时间标识等进行 配置 •定义型号任务测试模式 •控制仪表和数据下载
mag(echoSignalBasebandSpec)
3.0E-6 2.5E-6 2.0E-6 1.5E-6 1.0E-6 5.0E-7
0.0 -5.0E-7 -1.0E-6 -1.5E-6 -2.0E-6 -2.5E-6 -3.0E-6
5.0E-8 4.5E-8 4.0E-8 3.5E-8 3.0E-8 2.5E-8 2.0E-8 1.5E-8 1.0E-8 5.0E-9
功率统计参数 频谱参数 频率误差 调制误差
测试方法
功率计测试
仪表性能
测试精度：0.02dB
完成对信号的平均功率，峰值功率测试功能 频谱仪测试
分析带宽：30MHz 测试精度：0.3dB@3GHz
完成对信号平均功率 频谱仪测试
时域分辨率：100ns
分析信号的功率包络。 示波器
时域分辨率：50ps
通过检波器后利用示波器测试信号的功率包络。
2
雷达的基本功能
对目标距离的确定
多卜勒频移效应
对目标方位的确定
fd = 2 * vr / λc 对目标速度的确定
雷达系统测试需要的激励信号
数字基带信号注入
基带I/Q 信号注入
数字信号处理机
雷达数据处理机
（距离和多普勒FFT）
（跟踪回路，等）
MMI
射频/微波信号注入 中频信号注入
天线 接收机保护 LNA
雷达目标回波信号模拟
标准雷达信号合成解决方案
特性
• 包含pulse Builder 软件和矢量信号源 • 直观的用户界面，轻松使用指导 • 创建信号波形库，包含对信号脉冲和序列参数的控
制 • 完整的雷达调制信号格式，构建定制脉冲波形 • 对脉冲内信号幅度，频率和相位的控制 • 脉冲间信号相位的相参关系 • 对脉冲序列参数的灵活控制，包含重复间隔等 参数的控制
LFM信号时域功率包络
LFM信号功率谱分析
选定脉冲的功率包络 选定脉冲的脉内波形
调频解调时域分析 频偏测试
调频线性度计算
选定脉冲的脉内 相位特性分析
89601A矢量信号分析软件
宽带多载波信号的合成和分析
宽带信号频谱特性
宽带信号参数设置控制界面
宽带信号时域特性
雷达信号分析技术简介
测试要求
输出功率 功率时域参数 上升下降时间， 时间周期等
• 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：80MHz • 设置：ESG/PSG interanl Arb
GPIB / LAN
前面板 IQ输入
E4438C、E8267D 信号源外IQ 调制（标准配置） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：160MHz
脉冲分析仪
时域分辨率：50ps
信析号功功能率包络，脉冲宽度，脉冲周期的统计分 频谱分析仪
分析带宽：140MHz
信号功率互补分布函数，概率函数分析 频谱分析仪
分辨带宽：1Hz
信号带宽，带外杂散，谐波抑制等参数测试 矢量信号分析仪
失真测试动态范围：90dB 频率误差：1Hz
调制信号载波频率误差 矢量信号分析仪
ADC
S/H LPF BB放大器
COHO 限幅器
LPF 90o
ADC
S/H LPF BB放大器
频率捷变LO
0o 分频器
第二级 IF 中频放大 BPF
二本振
LO 替换
第一级 IF 中频放大 BPF
雷达接收机/ 信号处理机
信号类型 正弦波信号 调制信号 失真信号 基带信号
测试应用 替代系统本振，ADC等电路性能测试 测试接收机或关键部件性能 测试接收机或关键处理器性能 测试模拟或数字基带电路性能
Agilent 雷达测试的解决方案
日程安排
• 概述
• 雷达信号的模拟
大功率信号，低相噪信号 宽带信号， 相参信号
• 雷达信号的分析
• 矢量分析 • 脉冲参数分析 • 脉冲相噪测试 • 脉冲器件寄生相噪测试 • 数字相控阵系统测试 • 多通道相参信号分析
• 模块级（T/R组件）测试
© Agilent Technologies, Inc. 2009
波形计算 软件
E4438C、E8267D 信号源宽带IQ 调制（选件015） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：1GHz
后面板宽带IQ 输入
N8212A 矢量信号源宽带IQ 调制（选件016） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：1GHz
波形的排序，可以支持8000个波形文
件的播放排序。
Scenarios 16k Entries
Sequences 32k Entries
Waveforms up to 32k Segments
特点和应用
– 雷达目标模拟Radar Target Simulation
– 实现频率捷变Frequency Agile Control
宽带矢量调制信号合成
• E8267D提供宽带IQ调制能力 • E8267D输出频率：20G/40G可选 • 调制带宽为1GHz • N6030A/N8241A合成宽带基带IQ信号 • N7620A 软件合成雷达信号波形 • N6030A 波形排序功能实现宽带捷变频信号建立 • N7620A 软件对系统系统误差进行测试和校准 • 系统基带时钟和本振参考与被测相参。
© Agilent Technologies, Inc. 2009
13
N8241A的动态排序功能
Dynamic Sequencing (Option 300)
16 bit
测量挑战
– 实时控制播放的信号波形
parallel port
– 实时控制信号播放的序列
功能说明
通过16Bit物理接口来完成播放信号
调制信号的信噪比（SNR），调制失真度 矢量调制误差（EVM),幅度误差，相位误差等
寄EV生ME）V：M（0.5R%esidual 带宽：140M,500M,1GHz
典型测试仪表
Agielnt N1911A宽带 峰值功率计
• 小带宽信号的时间建立长度
Allows low data rate comms with much longer unique playback
• 雷达波束扫描和多普勒频移的模拟
雷达回波信号的幅度，相位，频率会随 着目标变化而变化
© Agilent Technologies, Inc. 2009
12
• 通过频谱仪测试进行新校准，应用基带预失真 • 改善镜频抑制 • 优化宽带调制信号的频谱特性
• 使用基于COM的API实现各项功能的自动化
价值
• 设置高级脉冲参数 • 排除复杂的数学问题 • 简化单发射机测试波形生成 • 增强信号质量
LAN/GPIB总线
脉冲 生成
PSG或ESG
PSA 或 ESA
线性调频脉冲编码信号的合成和分析
10 dB
225 MHz
275 MHz
5 Tones Spaced 2.5 MHz w/ 1.25GS/s Clock
存储波形文件参数实时控制
测试要求
Radar Return #1
Radar Return #2
Radar Return #3
模拟参数会动态变化的信号
• 中心频率Center frequency • 脉冲间幅度Pulse-to-pulse amplitude • 多普勒频移Doppler shift • 线性调频参数Chirp waveforms
– 精确的系统同步控制Precise system synchronization provides for compliance and stress testing
© Agilent Technologies, Inc. 2009
14
雷达信号基带信号产生方法
ADS
© Agilent Technologies, Inc. 2009
技术要求 功率，频率精度，相位噪声 功率，频率精度，调制带宽，调制能力，调制精度 信号带宽，失真处理能力，信号幅度精度 模拟IQ，数字IQ 信号输出能力。数字接口形式，速率
先进信号源仪表的合成信号功能
E8257D PSG模拟信号源
• 67GHz频率覆盖/0.01Hz步进 • -136dm~20dBm功率范围/0.8dB幅度精度 • 优良的相噪性能：-113dBc/Hz@20kHz offset,20Ghz 频率 • AM，FM，PM，脉冲调制能力 • 脉冲上升时间为：10ns,开关比：80dB • 步进/列表/斜坡扫描功能
Matlab
Signal Studio
VC、VB
LAN HUB
宽带任意波形发生器
I
Q
矢量信号发生器
15
5.2
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2 10.3
4.0 10.2
3.8 10.1
3.6
10.0 3.4
ADS雷达目标模型的建立
azimuth
radarSignal
Height Range
echoSignal
0.0
8.5
0.8 8.8
0.6 8.7
0.4
8.6 0.2
8.9
1.0
9.0
1.2
9.1
1.4
1.6
9.2
2.4 9.5
2.2 9.4
2.0
9.3 1.8
time, usec
回波信号时域波形
freq, GHz
回波信号频谱特性
2.6 9.6
9.7
2.8
9.8
3.0
3.2
9.9
10.6
10.5
10.4
Radarcho R2 target_type=P51 initial_range=200.0 km initial_height=17000.0 meter initial_azimuth=20 initial_rotation_phi=0.0 initial_rotation_theta=0.0 initial_rotation_ganma=0.0 velocity=500.0 motion_trajectory=Line cyc_motion_diameter=10 km signal_type=LFM_S time_step=tStep pulse_delay=0.2 usec pulse_duration=0.2 usec pulse_periode=1.0 usec
frequency_carrier=100 MHz bandwidth=600.0 MHz bandwidth_total=3 GHz fre_step_num=1 PRP_per_frequency=10 usec polarization=hv antenna_gain=100.0 dB
real(echoSignalBaseband)
E8267D PSG矢量信号源
频率范围覆盖至44GHz 全部覆盖E8257D功能及指标 唯一的微波频段矢量调制信号源 可实时合成微波段PSK，FSK，MSK，QAM信号 内部/外部IQ存储器完成任意波信号合成 160MHz/2GHz调制带宽选择 配合软件/分析仪表非实时合成复杂信号 配合宽带任意产生器实时合成复杂信号
N8241A的DDS功能说明
实现方式 • 硬件控制 FPGA Control (not memory) • 实时对存储波形的相位，幅度和频率 进行调整 特点和应用 • 扩展信号建立的时间长度 Outside of waveform memory • 独立对信号的幅度，频率和相位进行 控制 Independent phase, frequency, and amplitude adjustment
信号建立设计层
•雷达信号模型建立 •雷达信号库建立 •通信信号模型建立 •通信信号库建立 •用户采集信号库 •信号综合 •仿真信号的软件验证
实验信号采集数据
输出接口 信号源 下载的信号波形数据 信号设置软件界面 软件数据接口
仿真信号 雷达信号库 数字通信信号库 验证工具
宽带矢量信号源仪表配置说明
E4438C或E8267D 矢量信号源
高性能宽带任意波发生器— N8241A
15Bit,1.25G采样DAC电路 每个仪表内置两个DAC 杂波抑制性能高
• >-65 dBc
高相位噪声性能 • >-120 dBc/Hz at 10 kHz Offset at 1.25GHz
低噪声 • >-150dBc/Hz
Spurious Free Dynamic Range (SFDR)
E8257D 超大功率输出选件（521）
改善的E8257D信号源的相位噪声性能
矢量信号合成系统
硬件输出层
•信号数据存储，DAC和 IQ调制。合成实际信号 • 输出信号的验证和定标 • 宽带信号合路
合成信号的 验证和定标仪表
用户使用界面层
•调用信号库文件 •根据测试要求对信号 频率，时间标识等进行 配置 •定义型号任务测试模式 •控制仪表和数据下载
mag(echoSignalBasebandSpec)
3.0E-6 2.5E-6 2.0E-6 1.5E-6 1.0E-6 5.0E-7
0.0 -5.0E-7 -1.0E-6 -1.5E-6 -2.0E-6 -2.5E-6 -3.0E-6
5.0E-8 4.5E-8 4.0E-8 3.5E-8 3.0E-8 2.5E-8 2.0E-8 1.5E-8 1.0E-8 5.0E-9
功率统计参数 频谱参数 频率误差 调制误差
测试方法
功率计测试
仪表性能
测试精度：0.02dB
完成对信号的平均功率，峰值功率测试功能 频谱仪测试
分析带宽：30MHz 测试精度：0.3dB@3GHz
完成对信号平均功率 频谱仪测试
时域分辨率：100ns
分析信号的功率包络。 示波器
时域分辨率：50ps
通过检波器后利用示波器测试信号的功率包络。
2
雷达的基本功能
对目标距离的确定
多卜勒频移效应
对目标方位的确定
fd = 2 * vr / λc 对目标速度的确定
雷达系统测试需要的激励信号
数字基带信号注入
基带I/Q 信号注入
数字信号处理机
雷达数据处理机
（距离和多普勒FFT）
（跟踪回路，等）
MMI
射频/微波信号注入 中频信号注入
天线 接收机保护 LNA
雷达目标回波信号模拟
标准雷达信号合成解决方案
特性
• 包含pulse Builder 软件和矢量信号源 • 直观的用户界面，轻松使用指导 • 创建信号波形库，包含对信号脉冲和序列参数的控
制 • 完整的雷达调制信号格式，构建定制脉冲波形 • 对脉冲内信号幅度，频率和相位的控制 • 脉冲间信号相位的相参关系 • 对脉冲序列参数的灵活控制，包含重复间隔等 参数的控制
LFM信号时域功率包络
LFM信号功率谱分析
选定脉冲的功率包络 选定脉冲的脉内波形
调频解调时域分析 频偏测试
调频线性度计算
选定脉冲的脉内 相位特性分析
89601A矢量信号分析软件
宽带多载波信号的合成和分析
宽带信号频谱特性
宽带信号参数设置控制界面
宽带信号时域特性
雷达信号分析技术简介
测试要求
输出功率 功率时域参数 上升下降时间， 时间周期等
• 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：80MHz • 设置：ESG/PSG interanl Arb
GPIB / LAN
前面板 IQ输入
E4438C、E8267D 信号源外IQ 调制（标准配置） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：160MHz
脉冲分析仪
时域分辨率：50ps
信析号功功能率包络，脉冲宽度，脉冲周期的统计分 频谱分析仪
分析带宽：140MHz
信号功率互补分布函数，概率函数分析 频谱分析仪
分辨带宽：1Hz
信号带宽，带外杂散，谐波抑制等参数测试 矢量信号分析仪
失真测试动态范围：90dB 频率误差：1Hz
调制信号载波频率误差 矢量信号分析仪
ADC
S/H LPF BB放大器
COHO 限幅器
LPF 90o
ADC
S/H LPF BB放大器
频率捷变LO
0o 分频器
第二级 IF 中频放大 BPF
二本振
LO 替换
第一级 IF 中频放大 BPF
雷达接收机/ 信号处理机
信号类型 正弦波信号 调制信号 失真信号 基带信号
测试应用 替代系统本振，ADC等电路性能测试 测试接收机或关键部件性能 测试接收机或关键处理器性能 测试模拟或数字基带电路性能
Agilent 雷达测试的解决方案
日程安排
• 概述
• 雷达信号的模拟
大功率信号，低相噪信号 宽带信号， 相参信号
• 雷达信号的分析
• 矢量分析 • 脉冲参数分析 • 脉冲相噪测试 • 脉冲器件寄生相噪测试 • 数字相控阵系统测试 • 多通道相参信号分析
• 模块级（T/R组件）测试
© Agilent Technologies, Inc. 2009
波形计算 软件
E4438C、E8267D 信号源宽带IQ 调制（选件015） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：1GHz
后面板宽带IQ 输入
N8212A 矢量信号源宽带IQ 调制（选件016） +N6030A/N8241A 宽带任意波发生器 • 频率范围为信号源输出频率范围 • 调制带宽为：1GHz
波形的排序，可以支持8000个波形文
件的播放排序。
Scenarios 16k Entries
Sequences 32k Entries
Waveforms up to 32k Segments
特点和应用
– 雷达目标模拟Radar Target Simulation
– 实现频率捷变Frequency Agile Control
宽带矢量调制信号合成
• E8267D提供宽带IQ调制能力 • E8267D输出频率：20G/40G可选 • 调制带宽为1GHz • N6030A/N8241A合成宽带基带IQ信号 • N7620A 软件合成雷达信号波形 • N6030A 波形排序功能实现宽带捷变频信号建立 • N7620A 软件对系统系统误差进行测试和校准 • 系统基带时钟和本振参考与被测相参。
© Agilent Technologies, Inc. 2009
13
N8241A的动态排序功能
Dynamic Sequencing (Option 300)
16 bit
测量挑战
– 实时控制播放的信号波形
parallel port
– 实时控制信号播放的序列
功能说明
通过16Bit物理接口来完成播放信号
调制信号的信噪比（SNR），调制失真度 矢量调制误差（EVM),幅度误差，相位误差等
寄EV生ME）V：M（0.5R%esidual 带宽：140M,500M,1GHz
典型测试仪表
Agielnt N1911A宽带 峰值功率计
• 小带宽信号的时间建立长度
Allows low data rate comms with much longer unique playback
• 雷达波束扫描和多普勒频移的模拟
雷达回波信号的幅度，相位，频率会随 着目标变化而变化
© Agilent Technologies, Inc. 2009
12
• 通过频谱仪测试进行新校准，应用基带预失真 • 改善镜频抑制 • 优化宽带调制信号的频谱特性
• 使用基于COM的API实现各项功能的自动化
价值
• 设置高级脉冲参数 • 排除复杂的数学问题 • 简化单发射机测试波形生成 • 增强信号质量
LAN/GPIB总线
脉冲 生成
PSG或ESG
PSA 或 ESA
线性调频脉冲编码信号的合成和分析
10 dB
225 MHz
275 MHz
5 Tones Spaced 2.5 MHz w/ 1.25GS/s Clock
存储波形文件参数实时控制
测试要求
Radar Return #1
Radar Return #2
Radar Return #3
模拟参数会动态变化的信号
• 中心频率Center frequency • 脉冲间幅度Pulse-to-pulse amplitude • 多普勒频移Doppler shift • 线性调频参数Chirp waveforms
– 精确的系统同步控制Precise system synchronization provides for compliance and stress testing
© Agilent Technologies, Inc. 2009
14
雷达信号基带信号产生方法
ADS
© Agilent Technologies, Inc. 2009
技术要求 功率，频率精度，相位噪声 功率，频率精度，调制带宽，调制能力，调制精度 信号带宽，失真处理能力，信号幅度精度 模拟IQ，数字IQ 信号输出能力。数字接口形式，速率
先进信号源仪表的合成信号功能
E8257D PSG模拟信号源
• 67GHz频率覆盖/0.01Hz步进 • -136dm~20dBm功率范围/0.8dB幅度精度 • 优良的相噪性能：-113dBc/Hz@20kHz offset,20Ghz 频率 • AM，FM，PM，脉冲调制能力 • 脉冲上升时间为：10ns,开关比：80dB • 步进/列表/斜坡扫描功能
Matlab
Signal Studio
VC、VB
LAN HUB
宽带任意波形发生器
I
Q
矢量信号发生器
15
5.2
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2 10.3
4.0 10.2
3.8 10.1
3.6
10.0 3.4
ADS雷达目标模型的建立
azimuth
radarSignal
Height Range
echoSignal